上面层AC13型沥青混合料目标配比设计报告

1、 hunan gongcheng zhiye jishu xueyuan 上面层上面层 ac-13ac-13 型沥青混合料配合比设计型沥青混合料配合比设计 姓姓 名：名： 专专 业：业： 道路桥梁工程技术 班班 级：级： 23083 指导教师：指导教师： *高速公路 上面层上面层 ac-13 型沥青混合料型沥青混合料 目标配合比设计报告目标配合比设计报告 试验人员：试验人员： 报告编写：报告编写： 报告审核：报告审核： *项目部 试验室 二一一年三月 目目 录录 说 明.1 一、原材料试验.4 1、沥青试验.4 2、集料试验.4 3、填料试验.6 4、沥青与集料的粘附性试验.7 二、ac(ga

2、c)-13 型沥青混凝土目标配合比设计.8 1、上面层方案（ac-13）.8 2、上面层方案（ac-13）.14 3、上面层方案（gac-13）.20 三、ac(gac)-13 型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表.27 四、ac(gac)-13 型沥青混凝土目标配合比推荐方案.28 1、方案比选.28 2、推荐方案.32 说 明 一、设计依据 1.公路自然区划标准 （jtj 003-86） 2.公路沥青路面设计规范 （jtg d50-2006） 3.公路沥青路面施工技术规范 （jtg f40-2004） 4.公路工程沥青与沥青混合料试验规程 （jtj052-2000） 5.公路工程集料试验规

3、程 （jtg e42-2005） 6. 广东省交通厅粤交基函2003299 号关于加强我省高速公路一级公路沥青路 面质量管理的通知 （2003.3） 7. 广东省交通工程质量监督站粤交监督2002106 号关于要求进一步加强沥青 混凝土路面原材料及配合比质量管理的通知 （2002.5） 8. 国道主干线广州绕城公路东段（珠江黄埔大桥）两阶段施工图设计及修编 9国道主干线广州绕城公路东段（珠江黄埔大桥）路面施工质量控制与管理手册 二、设计思路 由于本项目沿线地处华南沿海暴雨区，降雨充沛，雨量集中，历时降雨强度大， 多年年平均降水量 1638.5mm，年最大降水量 2000mm，雨季(39 月份)

4、降水量占年 降水量的 81，多年平均蒸发量 14001600mm；本地区年平均气温 21.722.6， 1 月份平均气温 15.5，7 月份平均气温 28.6，极端最高气温 3739，极端最低 气温 03，7 月平均地温 3032，按公路自然区划标准（jtj 003-86）划分属7 华南沿海台风区，根据沥青路面使用性能气候分区属夏炎热冬温潮湿区（1-4-1） 。同 时根据本项目工可报告提供的交通量预测，设计年限内一个车道上的累计当量轴 次为 2.3107次，属于重交通，未来重载超载对路面的影响较大。 基于以上两个因素，我部在进行上面层目标配合比设计时，主要考虑沥青混合料 的抗高温性能及抗水损害

5、的能力，同时作为表面层，其抗滑性能也是需要重点考虑的 路用性能。 因此，我部在进行矿料合成级配设计时，考虑通过提高 4.75mm 以上碎石含量， 使粗集料之间形成骨架嵌挤结构，以提高抗高温车辙的能力，并适当减小 9.5mm 以上 粗集料的用量，提高混合料的均匀性和施工均匀性，减少路面施工离析造成的局部渗 水；同时，通过增大 1.18mm 以下细集料的含量，使细集料充分填充粗集料间隙，并 结合省内已有经验，以 4.55作为设计目标空隙率，混合料沥青饱和度控制在 6570之间，既形成密水结构，避免早期水损害发生，又可避免路面经过行车荷载 再压密后，剩余空隙率过小、沥青用量偏大出现泛油现象。 由于路

6、面的微观构造制约着轮胎与路面之间的湿抗滑力水平，而路面的宏观构造 控制着湿抗滑力随车速提高而下降的比率，因此，路面的抗滑能力是由路面的宏观构 造和微观构造决定的。为此，首先需要采用磨光值高、压碎值（冲击值）和磨耗值低 的石料作上面层的主骨料以形成良好的微观结构；同时优选级配并采用合理的施工工 艺以形成大的宏观结构。 为进一步验证据此思路设计的沥青混合料能否满足高温稳定性、水稳定性和抗滑 性能等要求，我部根据现行规范提出了两个设计方案分别进行配合比试验；同时参考 广东省内目前采用较多的在规范 ac-13 基础上改进的抗滑层混合料级配（以下以 gac-13 标示） ，提出了适用于本项目选用材料的

7、gac-13 型沥青混合料目标配合比方 案，并与前两个级配方案的沥青混合料性能进行比较，以比选出适于本项目采用的抗 滑层沥青混合料配合比最优方案。 三、设计内容 1. 按公路工程集料试验规程 （jtg e42-2005）和公路工程沥青及沥青混合 料试验规程 （jtj052-2000）对原材料的各项物理力学指标进行试验并判断材料的性 能； 2. 按集料的筛分结果，按公路沥青路面施工技术规范 （jtg f40-2004）中对 ac-13 型沥青混凝土矿料级配范围的要求，对其进行矿料组成设计，并以 4.75mm 通 过率为关键性筛孔通过率，提出两个设计方案；同时参考 gac-13 型沥青混凝土级配

8、范围，提出 gac-13 沥青混合料目标配合比设计方案； 3. 按公路沥青路面施工技术规范 （jtg f40-2004）和公路工程沥青及沥青 混合料试验规程 （jtj052-2000）的规定，分别对 ac-13 型沥青混凝土两个设计方案 和 gac-13 型沥青混凝土设计方案进行马歇尔试验，并确定出最佳用油量； 4. 依据确定的最佳沥青用量，分别对 ac-13 型沥青混凝土两个设计方案和 gac- 13 型沥青混凝土设计方案进行 60和 70的车辙试验； 5. 依据确定的最佳沥青用量，分别对 ac-13 型沥青混凝土两个设计方案和 gac- 13 型沥青混凝土设计方案进行水稳定性试验； 6.

9、依据确定的最佳沥青用量，分别对 ac-13 型沥青混凝土两个设计方案和 gac- 13 型沥青混凝土设计方案进行渗水试验； 7. 依据确定的最佳沥青用量，分别对 ac-13 型沥青混凝土两个设计方案和 gac- 13 型沥青混凝土设计方案进行抗滑性能试验。 一、原材料试验 1、沥青试验 按设计要求，抗滑层沥青选用 sbs 改性沥青。改性沥青试验严格按照公路工程 沥青及沥青混合料试验规程jtj 052-2000 的要求和方法进行，改性沥青性能指标试 验结果见表 1 所列。试验结果表明，该 sbs 改性沥青已检测的性能指标除运动粘度偏 大外，其余指标均能满足现行规范及本项目相关技术文件要求。沥青粘

10、度增大 （3pa.s） ，软化点提高，有利于改善沥青的感温性，但生产时，易造成拌和楼输油 管道的堵塞，应加强输油管道的疏通工作。 壳牌新粤（佛山）sbs 改性沥青试验结果 表 1 项 目试验结果设计要求试验依据 针入度（25，100g， 5s，0.1mm） 58 4060 针入度指数 p.i 1.70.5 t0604-2000 延度（5cm/min，5，cm） 33.525t0605-1993 软化点（） 87.370t0606-2000 运动粘度（135，pa.s） 3.43t0625-1993 闪点（）230 230t0611-1993 溶解度（） 99.599.0t0607-1993 弹

11、性恢复（5cm/min，25，） 8580.0t0662-2000 贮存稳定性离析，48h 软化点差（） 0.12.5t0661-2000 密度（15，g/cm3） 1.036 实测 相对密度（25） 1.031 实测 t0603-1993 旋转薄膜加热试验（163，5h） 质量损失（） 0.30.8 t0610-1993 残留针入度比（） 87.465t0604-2000 残留延度（5cm/min，5，cm） 22.420t0605-1993 注：不能保证连续施工时，应按相关技术文件要求频率对进场沥青的贮存稳定性进行检测。注：不能保证连续施工时，应按相关技术文件要求频率对进场沥青的贮存稳定性

12、进行检测。 2、集料试验 本项目上面层 ac(gac)-13 型沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为增 城三江三和石场生产的角闪岩，集料粒径规格分别为 s10（1015mm） 、 s11（510mm） 、s14（35mm）和 s16（03mm） ，如图 1图 4。 图 1 1015mm 碎石 图 2 510mm 碎石 图 3 35mm 碎石 图 4 03mm 石屑 图 1图 4 为增城三江三和石场碎石加工现场，该石场堆料场地较小，场地硬化 不充分，缺少必要的排水设施，除尘效果较差。因此为保证本项目上面层矿料质量及 连续施工时供料及时，建议尽快落实石场配套设施建设，并要求施工单位提前备料。

13、 矿粉为从化吕田生产的石灰岩矿粉；水泥采用“粤花”牌 32.5 水泥；沥青为壳牌 新粤（佛山）沥青有限公司生产的 sbs 改性沥青。 集料试验严格按照公路工程集料试验规程 （jtg e42-2005）的要求和方法进行， 粗、细集料试验结果分别见表 2、表 3 所列。 粗集料试验结果 表 2 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 洛杉矶磨耗损失 10.428t03172005 磨光值bpn 4542t03212005 压碎值 9.720t03162005 粘附性级 54t06161993 1015mm 碎石 2.875 510mm 碎石 2.878 表观相对密度 35mm 碎石 - 2.857

14、2.60t03042005 1015mm 碎石 0.42 吸水率 510mm 碎石 0.50 2.0t03072005 坚固性 -12t03142000 冲击值 -28t03222000 软石含量 -1t03202000 针片状颗粒含量（混合料） 其中粒径大于 9.5mm 其中粒径小于 9.5mm 7.2 5.6 8.1 10 8 12 t03122005 1015mm 碎石 0.2 510mm 碎石 0.3 水洗法 0.075mm 颗粒 含量 35mm 碎石 0.2 1t03102005 1015mm 碎石 2.840 各种集料的毛体 积相对密度 510mm 碎石 - 2.837 -t030

15、42005 细集料试验结果 表 3 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 表观相对密度 -2.8642.50t03282005 砂当量 6160t03342005 坚固性 -12t03402005 亚甲蓝值g/kg -25t03492005 棱角性(流动时间)s -30t03452005 注：石屑的砂当量值偏低，应加强碎石生产过程中的除尘效果，减少已开采碎石被山体泥土污染。注：石屑的砂当量值偏低，应加强碎石生产过程中的除尘效果，减少已开采碎石被山体泥土污染。 3、填料试验 填料试验结果见表 4 所列。试验结果表明，本项目采用的填料技术指标满足现行 规范标准要求。 矿粉及水泥技术指标 表 4 试

16、验项目单位试验结果规范标准试验依据 矿粉2.7732.50 表观相对密度 水泥 t/m3 3.050 t0352-2000 矿粉亲水系数-0.871t0353-2000 含水量0.091t0332-2005 塑性指数-24t0354-2000 粒度范围0.6mm 0.15mm 0.075mm 100(100) 93.5(100) 79.5(99.5) 100 90100 75100 t0351-2000 注：括号内数值为水泥粒度范围。注：括号内数值为水泥粒度范围。 4、沥青与集料的粘附性试验 本试验采用 t0616-1993 中水煮法，在两种情况下对改性沥青与粗集料的粘附性 进行试验，一种为常

17、规试验，另一种是先用粗集料与水泥进行裹覆后再与沥青进行粘 附性试验，试验结果见表 5 所列。试验结果表明，集料与沥青的粘附性等级满足设计 要求。尽管通过试验不采取抗剥落措施时，集料与沥青的粘附性仍能满足设计要求， 但为了增强集料与沥青的粘附能力，提高上面层的抗水损害能力，建议上面层改性沥 青混合料生产时添加 1.52.0水泥代替部分矿粉，同时通过添加水泥提高沥青胶浆 的劲度模量，亦可改善上面层的抗永久变形能力和承载能力。 改性沥青与集料粘附性试验结果 表 5 改性沥青与集料粘附性 试验条件试验前未用水泥裹覆试验前用水泥裹覆 试验后石料表面上沥青膜剥落情况 集料棱角处沥青膜有轻微剥离，但 少于

18、10 沥青膜无剥离 粘附性等级 55 备注所用石料为角闪岩，沥青为 sbs 改性沥青 注：该集料与注：该集料与 sbssbs 改性沥青的粘附性能满足规范及本项目相关文件要求。改性沥青的粘附性能满足规范及本项目相关文件要求。 二、ac(gac)-13 型沥青混凝土目标配合比设计 1、上面层方案（ac-13） 1）原材料筛分及合成级配 ac-13 型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表 6 原材料级配通过百分率()筛孔 尺寸 (mm) 1015mm 碎石 510mm 碎石 35mm 碎石 03mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配() 规范推荐 范围() 26.5100.0 100.0 100.0 1

19、00.0 100.0 100.0 100.0 100100 19100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100100 1699.6 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.9 100100 13.287.8 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 97.6 90100 9.510.7 98.5 100.0 100.0 100.0 100.0 81.6 6885 4.750.7 0.5 94.3 100.0 100.0 100.0 46.0 3868 2.360.4 0.3 27.2 88.5 100.0

20、100.0 32.9 2450 1.180.4 0.3 11.1 64.7 100.0 100.0 24.1 1538 0.60.4 0.3 4.3 41.3 100.0 100.0 16.6 1028 0.30.4 0.3 2.3 28.7 99.2 100.0 12.9 720 0.150.4 0.3 1.5 17.4 93.5 100.0 9.5 515 0.0750.4 0.3 0.0 6.6 79.5 99.5 6.0 48 掺配比例 () 20.033.514.527.52.52.0 2）方案矿料合成级配曲线如图 5 所示。 1.18 0.6 0.15 0.075 0.3 2.36

21、 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5 31.5 37.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸(mm) 通过百分率(%) 下限上限中值ac-13目标(方案1) 图 5 ac-13 型（方案）矿料合成级配曲线图 3）马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 ac-13（方案）马歇尔试验结果见表 7。 ac-13（方案）马歇尔试验结果 表 7 试件密度 试件 组号 油石比 ()实测理论 空隙率 () 矿料间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 13.52.4612.7059.016.645.514.9725.5 24.02

22、.5072.6846.615.457.216.2428.6 34.52.5162.6645.515.564.320.8036.3 45.02.5392.6444.015.273.818.1732.4 55.52.5482.6242.915.380.916.5739.0 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190200200；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 170170，上下浮动，上下浮动 55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混

23、合料废弃温度；混合料废弃温度 195195； 2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。 最佳沥青用量确定 由表 7 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图 6 所示。 2.450 2.460 2.470 2.480 2.490 2.500 2.510 2.520 2.530 2.540 2.550 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 毛体积相对密度 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 稳

24、定度（kn） 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 空隙率（%） 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 流值（0.1mm） 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 饱和度（%） 14.6 14.8 15.0 15.2 15.4 15.6 15.8 16.0 16.2

25、16.4 16.6 16.8 17.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 矿料间隙率（%） 3.54.04.55.05.5 油石比(%) 稳定度(kn) 空隙率(%) 饱和度(%) 流值(0.1mm) 公共范围 图 6 ac-13 目标配合比（方案）确定沥青用量图 根据曲线图，由于密度没有严格出现峰值，所以采用目标空隙率 4.5对应的油石 比作为 oac1，可以得到： oac14.84 oac2（4.49+5.08）/24.79 各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4.495.08，最佳油 石比的初始值 oac1在此范围内。 根据 oac1和 oac2，并结合广东省

26、高速公路建设的实际情况，确定 ac-13 目标 配合比（方案）的最佳油石比为：oac=4.8。当 oac=4.8时，空隙率为 4.6，vma 值为 15.19，满足设计要求。 4）最佳油石比马歇尔试验 ac-13（方案）最佳油石比马歇尔试验结果 表 8 试件密度试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 14.82.5302.6524.615.3069.920.931.5 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165

27、；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190200200；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 170170，上下浮动，上下浮动 55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195； 2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。 5）浸水马歇尔试验 ac-13（方案）残留稳定度试验结果 表 9 稳定度(kn) 油石比 () 浸水时间 试验结果平均值 残留稳定度 () 19.20 20.77 22.42 30min 21.19 20.90 19.91 18.17 20.99 4.8 48h 19

28、.50 19.64 94.0 结论浸水马歇尔残留稳定度试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 6）冻融劈裂试验 ac-13（方案）冻融劈裂试验结果 表 10 油石比()试验条件 稳定度 (kn) 劈裂抗拉强度 (mpa) 冻融劈裂强度比 () 13.59 13.83 13.65 未经受冻融循环 15.31 1.398 13.74 13.70 13.12 4.8 经受冻融循环 14.95 1.381 98.8 结论冻融劈裂试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 7）车辙试验 ac-13（方案）车辙试验结果 表 11 车辙板尺寸：30030050mm 拌和温度：170 碾压温度：160 行

29、走距离：231cm 试验编号 轮压 (mpa) 试验温度 () 动稳定度 (次/mm) 平均值 (次/mm) 10862 9545 60 10161 10190 6058 7500 0.7 70 5780 6446 结论车辙试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 8）渗水试验 ac-13（方案）渗水试验结果 表 12 试验 编号 初始读数时间 (s) 初始读数 (ml) 终读数时间 (s) 终读数 (ml) 渗水系数 (ml/min) 平均值 (ml/min) 010018031070.0 010018019030.0 010018024046.7 48.9 结论渗水试验结果满足规范及本项

30、目项目技术文件要求。 9）抗滑试验 ac-13（方案）构造深度试验结果 表 13 摊砂直径(mm) 构造深度(cm) 2 /31831 dtd 次数 d1d2 平均直径 d(mm) 测定值平均值 185175180.00.98 180175177.51.01 175170172.51.07 1.02 结论构造深度试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 ac-13（方案）抗滑值试验结果 表 14 温度 t() 15温度修正值f-1 温度 t 时测得的摆值(bpn) bt f 12345 平均 标准温度 20时的摆值 (bpn) 20b f 平均 585758585857.856.8 5757

31、58585857.656.6 56.7 10）车辙板压实度试验 对轮碾成型的车辙板进行抽取芯样，检测压实度，试验结果如下： ac-13（方案）试件压实度试验结果 表 15 以试验室试件密度 作标准密度 以理论最大相对密度 作标准密度 空中 质量 ma(g) 水中 质量 mw(g) 表干 质量 mf(g) 试件毛 体积相 对密度标准 密度 压实度 (%) 平均 (%) 标准 密度 压实度 (%) 平均 (%) 1025.9615.61027.42.4912.53098.52.65293.9 方案 1491.1892.31495.22.4732.53097.8 98.1 2.65293.3 93.

32、6 2、上面层方案（ac-13） 1）原材料筛分及合成级配 ac-13 型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表 16 原材料级配通过百分率()筛孔 尺寸 (mm) 1015mm 碎石 510mm 碎石 35mm 碎石 03mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配() 规范推荐 范围() 26.5100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100100 19100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100100 1699.6 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.9 100100 13.287

33、.8 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 97.6 90100 9.510.7 98.5 100.0 100.0 100.0 100.0 81.6 6885 4.750.7 0.5 94.3 100.0 100.0 100.0 43.1 3868 2.360.4 0.3 27.2 88.5 100.0 100.0 31.3 2450 1.180.4 0.3 11.1 64.7 100.0 100.0 23.1 1538 0.60.4 0.3 4.3 41.3 100.0 100.0 16.2 1028 0.30.4 0.3 2.3 28.7 99.2 100.0 12.

34、8 720 0.150.4 0.3 1.5 17.4 93.5 100.0 9.6 515 0.0750.4 0.3 0.0 6.6 79.5 99.5 6.2 48 掺配比 例() 20.036.513.025.53.02.0 2）方案矿料合成级配曲线如图 7 所示。 1.18 0.6 0.15 0.075 0.3 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5 31.5 37.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸(mm) 通过百分率(%) 下限上限中值ac-13目标(方案2) 图 7 ac-13 型（方案）矿料合成级配曲线图 3）马歇尔

35、试验结果及最佳沥青用量确定 ac-13（方案）马歇尔试验结果见表 17。 ac-13（方案）马歇尔试验结果 表 17 试件密度 试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 13.52.4712.7058.616.246.613.6828.2 24.02.5132.6846.415.258.116.6530.3 34.52.5212.6645.315.365.118.5533.7 45.02.5412.6443.915.174.218.7536.0 55.52.5332.6243.515.777.820.0338.

36、7 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190200200；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 170170，上下浮动，上下浮动 55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195； 2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。 最佳沥青用量确定 由表 17 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线图如图 8 所示。 2.450 2.460 2.470

37、2.480 2.490 2.500 2.510 2.520 2.530 2.540 2.550 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 毛体积相对密度 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 稳定度（kn） 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 空隙率（%） 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3.54.04.55.05.5 油石

38、比（%） 流值（0.1mm） 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 饱和度（%） 14.6 14.8 15.0 15.2 15.4 15.6 15.8 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 矿料间隙率（%） 3.54.04.55.05.5 油石比(%) 稳定度(kn) 空隙率(%) 饱和度(%) 流值(0.1mm) 公共范围 图 8 ac-13 目标配合比（方案）确定沥青用量图 根据曲线图，由于稳定度没有严格出现峰值，所

39、以采用目标空隙率 4.5对应的油 石比作为 oac1，可以得到： oac14.75 oac2（4.41+5.04）/2=4.73 各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4.415.04，最佳油 石比的初始值 oac1在此范围内。 根据 oac1和 oac2，结合广东省高速公路建设的实际情况，确定 ac-13 目标配 合比（方案）的最佳油石比为：oac=4.7。当 oac=4.7时，空隙率为 4.6，vma 值为 15.1，满足设计要求。 4）最佳油石比马歇尔试验 ac-13（方案）最佳油石比马歇尔试验结果 表 18 试件密度 试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料

40、间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 14.72.5332.6564.6415.169.216.4230.8 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190200200；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 170170，上下浮动，上下浮动 55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195； 2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是

41、通过计算法算出。 5）浸水马歇尔试验 ac-13（方案）残留稳定度试验结果 表 19 稳定度(kn) 油石比 () 浸水时间 试验结果平均值 残留稳定度 () 16.76 16.06 17.58 30min 15.26 16.42 13.19 16.83 14.37 4.7 48h 16.16 15.14 92.2 结论浸水马歇尔残留稳定度试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 6）冻融劈裂试验 ac-13（方案）冻融劈裂试验结果 表 20 油石比()试验条件 稳定度 (kn) 劈裂抗拉强度 (mpa) 冻融劈裂强度比 () 12.67 16.13 15.07 未经受冻融循环 13.34

42、1.407 12.65 12.59 12.89 4.7 经受冻融循环 13.31 1.264 89.9 结论冻融劈裂试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 7）车辙试验 ac-13（方案）车辙试验结果 表 21 车辙板尺寸：30030050mm 拌和温度：170 碾压温度：160 行走距离：231cm 试验编号 轮压 (mpa) 试验温度 () 动稳定度 (次/mm) 平均值 (次/mm) 13125 10161 60 9844 11043 7412 6429 0.7 70 6923 6921 结论车辙试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 8）渗水试验 ac-13（方案）渗水试验结果

43、 表 22 试验 编号 初始读数时间 (s) 初始读数 (ml) 终读数时间 (s) 终读数 (ml) 渗水系数 (ml/min) 平均值 (ml/min) 010018031070.0 010018027558.3 010018028561.7 63.3 结论渗水试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。 9）抗滑试验 ac-13（方案）构造深度试验结果 表 23 摊砂直径(mm) 构造深度(cm) 2 /31831 dtd 次数 d1d2 平均直径 d(mm) 测定值平均值 1901701800.98 1701701701.10 1801701751.04 1.04 结论构造深度试验结果满

44、足规范及本项目项目技术文件要求。 ac-13（方案）抗滑值试验结果 表 24 温度 t() 15温度修正值f-1 温度 t 时测得的摆值(bpn) bt f 12345 平均 标准温度 20时的摆值 (bpn) 20b f 平均 606060605959.858.8 596059596059.458.4 58.6 10）车辙板压实度试验 对轮碾成型的车辙板进行抽取芯样，检测压实度，试验结果如下： ac-13（方案）试件压实度试验结果 表 25 以试验室试件密度 作标准密度 以理论最大相对密度 作标准密度 空中 质量 ma(g) 水中 质量 mw(g) 表干 质量 mf(g) 试件毛 体积相 对

45、密度 标准 密度 压实度 (%) 平均 (%) 标准 密度 压实度 (%) 平均 (%) 977.7577.8980.82.4262.53395.82.65691.3 方案 985.9583.9989.52.4312.53396.0 95.9 2.65691.5 91.4 3、上面层方案（gac-13） 1）原材料筛分及合成级配 gac-13 型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表 26 原材料级配通过百分率()筛孔 尺寸 (mm) 1015mm 碎石 510mm 碎石 35mm 碎石 03mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配() 规范推荐 范围() 26.5100.0 100.0 100.0

46、100.0 100.0 100.0 100.0 100100 19100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100100 1699.6 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.9 100100 13.287.8 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 96.9 95100 9.510.7 98.5 100.0 100.0 100.0 100.0 77.1 6080 4.750.7 0.5 94.3 100.0 100.0 100.0 34.2 2648 2.360.4 0.3 27.2 88.5 100.0

47、 100.0 28.4 1736 1.180.4 0.3 11.1 64.7 100.0 100.0 21.8 1529 0.60.4 0.3 4.3 41.3 100.0 100.0 15.7 1022 0.30.4 0.3 2.3 28.7 99.2 100.0 12.4 616 0.150.4 0.3 1.5 17.4 93.5 100.0 9.4 411 0.0750.4 0.3 0.0 6.6 79.5 99.5 6.2 48 掺配比例 () 25.041.04.025.03.02.0 2）方案矿料合成级配曲线如图 9 所示。 1.18 0.6 0.15 0.075 0.3 2.36

48、 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5 31.5 37.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸(mm) 通过百分率(%) 规范上限规范中值规范下限 gac-13上限gac-13中值gac-13下限 gac-13目标（方案3） 图 9 gac-13 型（方案）矿料合成级配曲线图 3）马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 （1）gac-13（方案）马歇尔试验结果见表 27。 本次试验条件同方案和方案，即沥青加热温度控制在 160165；矿料加热温度 为 190200；混合料拌和温度为 170，上下浮动5；击实温度为 160165。 gac-13（方案

49、）马歇尔试验结果 表 27 试件密度 试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 13.52.4602.7069.116.545.2- 24.02.4652.6858.216.851.1- 34.52.4702.6647.317.057.0- 45.02.4842.6446.117.163.5- 55.52.4792.6255.617.468.5- 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 6575 8.0 1540 注：注：1)1)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出；沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法

50、算出； 2)2)本方案设计空隙率为本方案设计空隙率为 5.05.0。 由于方案相较于方案和方案中 4.75mm 以上粗集料增多，35mm 规格料的用 量明显减少，矿料级配已接近于间断级配，在相同试验条件下，其空隙率和矿料间隙率明 显增大，沥青饱和度则减小。根据马歇尔试验技术指标要求范围，表 27 中试验结果不能 满足设计要求。针对这一问题可通过两种途径予以解决：第一，提高试验温度，通过增大 沥青的流动性来改善沥青混合料的和易性和可压实性，提高马歇尔试件的密实度，使各项 技术指标达到设计要求范围；第二，用棱角性较小的石屑部分或全部替换棱角性较大的角 闪岩石屑，改善沥青混合料的和易性和可压实性。

51、（2）gac-13（方案）更换石灰岩石屑 矿料级配组成及曲线图 gac-13 型沥青混凝土合成矿料级配组成（石灰岩石屑） 表 28 原材料级配通过百分率()筛孔 尺寸 (mm) 1015mm 碎石 510mm 碎石 35mm 碎石 03mm （石灰岩） 矿粉水泥 合成级 配() 规范推荐 范围() 26.5100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100100 19100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100100 1699.6 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.9 1001

52、00 13.287.8 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 96.9 95100 9.510.7 98.5 100.0 100.0 100.0 100.0 77.1 6080 4.750.7 0.5 94.3 99.2 100.0 100.0 34.0 2648 2.360.4 0.3 27.2 85.9 100.0 100.0 27.8 1736 1.180.4 0.3 11.1 63.3 100.0 100.0 21.5 1529 0.60.4 0.3 4.3 42.1 100.0 100.0 15.9 1022 0.30.4 0.3 2.3 28.4 99.2 1

53、00.0 12.4 616 0.150.4 0.3 1.5 22.6 93.5 100.0 10.7 411 0.0750.4 0.3 0.0 9.3 79.5 99.5 6.9 48 掺配比例 () 25.041.04.025.03.02.0 图 10 gac-13 型（石灰岩石屑）矿料合成级配曲线图 gac-13（方案）更换石灰岩石屑后马歇尔试验结果见表 29。 更换石灰岩石屑后的试验条件同方案和方案，即沥青加热温度控制在 160165； 矿料加热温度为 190200；混合料拌和温度为 170，上下浮动5；击实温度为 160165。 gac-13（石灰岩石屑）马歇尔试验结果 表 29 试件

54、密度试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 14.62.4792.6386.116.062.2- 24.92.4742.6275.816.464.6- 35.22.4792.6155.616.566.0- 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 1.18 0.6 0.15 0.075 0.3 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5 31.5 37.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸(mm) 通过百分率(%) 上限中值更换后

55、gac-13上限 gac-13下限系列11系列3方案三 更换石灰岩石屑后的试验结果与表 27 中试验结果相比，尽管空隙率有所降低，但油 石比为 5.2%时的空隙率仍大于 5%，与目标空隙率 4.5%相比仍明显偏大，说明仅通过更换 石灰岩石屑对沥青混合料的和易性改善效果尚不明显。 （3）gac-13（方案）提高试验温度后的马歇尔试验结果见表 30。 沥青加热温度仍按 160165控制；矿料加热温度为 190200；混合料拌和温度 为 175，上下浮动5；击实温度提高至 168170。 gac-13（方案）马歇尔试验结果 表 30 试件密度试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料间隙

56、 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 13.52.4582.7069.416.844.111.7830.2 24.02.4612.6858.316.950.713.5834.4 34.52.5042.6646.015.862.014.8833.4 45.02.5202.6444.715.770.112.2934.2 55.52.5312.6253.615.777.312.8144.5 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 注：注：1)1)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出；沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出； 2)2)本方

57、案设计空隙率为本方案设计空隙率为 5.05.0。 （3）最佳沥青用量确定 由表 28 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线图如图 11 所示。 2.440 2.450 2.460 2.470 2.480 2.490 2.500 2.510 2.520 2.530 2.540 2.550 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 毛体积相对密度 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 稳定度（kn） 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

58、9.5 10.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 空隙率（%） 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 流值（0.1mm） 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 70.0 75.0 80.0 85.0 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 饱和度（%） 15.0 15.2 15.4 15.6 15.8 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0 17.2 17.4 3.54.04.55.05.5 油石比（%） 矿料间隙率（%） 3.54.04.55.05.5 油石比(%

59、) 稳定度(kn) 空隙率(%) 饱和度(%) 流值(0.1mm) 公共范围 图 11 gac-13 目标配合比（方案）确定沥青用量图 根据曲线图，相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率、沥青饱和度范围中值 的沥青用量分别为 a1=5.3、a2=4.2、a3=4.84、a4=4.98，可以得到： oac1（5.3+4.2+4.84+4.98）/44.83 oac2（4.68+5.29）/2=4.99 各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4.685.29，最佳油石比 的初始值 oac1在此范围内。 根据 oac1和 oac2，结合广东省高速公路建设的实际情况，确定 gac-1

60、3 目标配合 比（方案）的最佳油石比为：oac=4.9。当 oac=4.9时，空隙率为 4.8，vma 值为 15.6，满足设计要求。 4）最佳油石比马歇尔试验 gac-13（方案）最佳油石比马歇尔试验结果 表 31 试件密度 试件 组号 油石比 () 实测理论 空隙率 () 矿料间隙 率() 沥青饱和度 () 稳定度 (kn) 流值 (0.1mm) 14.92.5142.6485.0815.867.913.6237.9 技术 要求 -46 10+设计 空隙率 65758.01540 注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为